CN101105776B

CN101105776B - 一种内嵌cpu ic的标准扩展卡

Info

Publication number: CN101105776B
Application number: CN2007100363081A
Authority: CN
Inventors: 史东晖
Original assignee: SHANGHAI HANYIN INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI HANYIN INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-01-10
Also published as: CN101105776A

Abstract

本发明涉及一种带有标准扩展接口、内嵌CPU IC的标准扩展卡，并且也公开两种基于该种标准扩展卡用于商业交易的支付方法。该标准扩展卡(也称智能支付卡)由芯片控制器、标准扩展接口、CPU IC、存储模块和RF模块及其天线经电路连接组成。移动终端可通过标准扩展接口与该标准扩展卡连接并处理读/写。因此，本发明可支持在CPUIC中更新卡信息，保存/删除多张银行卡或者行业支付卡(如交通卡、电信卡、会员积分卡等)。本发明通过上述标准扩展卡，可同时支持远程在线支付和现场非接触式支付。

Description

一种内嵌CPU IC的标准扩展卡

技术领域

本发明涉及一种利用带有标准扩展接口、内嵌CPU IC的标准扩展卡，特别涉及对现有硬件的直接应用和后台系统建设，以实现电子支付应用的安全和便捷。

背景技术

移动终端飞速普及，并对人们生活产生越来越大的影响；因此，移动终端与电子支付的结合也被提上了议事日程。

第一代移动支付的模式主要是通过将手机与用户的某张银行卡绑定，并通过向某个特别服务号发送短信的形式实现购物和银行卡帐户资金的划转。

第二代移动支付的模式主要是通过手机浏览WAP网站，并在线登陆个人银行帐户，实现安全认证，并划转资金。

第一代移动支付的缺点主要是安全性不够：由于短信的非加密性，为空中截留密码及其他私密信息提供了便利。第二代移动支付的缺点在于：一方面纯粹基于软件的支付模式同样存在安全性漏洞，另一方面用户使用的便利性不够。

基于上述技术背景，本提案提出了新型的电子支付应用。该应用以一块带有标准扩展接口、内嵌CPU IC的标准扩展卡为基础，在同时强调安全性和便利性的基础上，实现了远程在线支付和现场非接触式支付。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电子支付的安全性好、使用方便的内嵌CPU IC标准扩展卡。

本发明提供的内嵌CPU IC的标准扩展卡(本发明其余部分简称为“智能支付卡”)，由芯片控制器、标准扩展接口、CPU IC(即内嵌微处理器、具有计算功能的IC模块)、存储模块和RF模块(即无线射频模块)及其天线经电路连接组成，其结构框图见图1所示。智能支付卡中，除芯片控制器以外，其余模块(RF模块及其天线、存储模块、CPU

IC、标准扩展接口)均为独立的、具有国际或国内标准、可批量生产的元器件。因此，此处详细叙述智能支付卡内部的模块结构和功能实现方式。

如图1所示，芯片控制器通过直接寻址的方式读/写存储模块，通过RS-232接口访问CPU IC，并且通过SD接口与标准扩展接口相连，RF模块通过I2C接口与CPU IC直接相连进行信息传输。

其中，所述的CPU IC包括：

银行卡/行业支付卡信息：用于存储加密的银行卡磁道信息或者行业支付卡相关信息；

个人身份信息模块：用于存储加密的个人身份信息；

加密/解密模块：用于提供加密/解密的功能接口，包括对银行卡/行业支付卡信息、个人身份信息、报文信息的加密/解密；

安全校验模块：用于对交易涉及中的报文及其它信息进行安全校验，辨别真伪；

小额帐户/电子钱包模块：用于对小额帐户/电子钱包金额进行贷记和借记操作；

所述的芯片控制器包括：

存储读/写模块：用于与存储模块连接，通过寻址方式对存储进行读/写；

CPU IC控制模块：用于与CPU IC连接，通过指令方式对银行卡/行业支付卡信息、个人身份信息、加密/解密、安全验证进行操作；

扩展接口解码模块：用于与标准扩展接口连接，解释从标准扩展接口传入的指令，并将内部信息翻译后传出标准扩展接口。

所述的CPU IC向芯片控制器暴露若干功能接口，包括但不局限于：数据加解密接口、银行卡/行业支付卡信息读写接口、小额帐户/电子钱包更新接口等。存储模块为一标准的闪存(FLASH)模块，提供32位或64位寻址线，芯片控制器通过该寻址线直接对其信息进行读/写。RF模块将天线接收的外部信息翻译为CPU IC可读的指令，并通过I2C接口以指令的形式与CPU IC交互。

本智能支付卡实施例中的描述主要目的用于将典型情况下的智能支付卡结构清晰地表述，本领域的技术人员应能明白，在不偏离本发明的精神的情况，各种修改、添加和替换都是可以的。

本发明还提出上述智能支付卡的应用。即用于提供一种新型电子支付流程(本发明其余部分简称为“远程在线支付”)。该流程涉及移动终端、无线网络、支付网关和银行或银行卡组织(或行业支付卡清算机构)。在远程在线支付流程中，移动终端可读取和更新智能支付卡中与支付相关的信息，并通过无线网络后台服务器进行数据验证和更新，完成电子支付业务流程。见图2所示。

本发明的应用还包括提供另一种新型电子支付流程(本发明其余部分简称为“现场非接触式支付”)。该流程涉及移动终端、智能支付卡、非接触式读卡器、POS机、支付网关、银行或银行卡组织(或行业卡清算机构)。在该支付流程中，使用者可在自动售货机、便利店等支付场所进行非接触式支付应用。见图3所示。

附图说明

图1为本智能支付卡结构框图。

图2为远程在线支付示意图。

图3为现场非接触式支付示意图。

图中标号：1为芯片控制器，2为标准扩展接口，3为CPU IC，4为存储模块，5为RF模块，6为天线，7为智能支付卡，8为称动终端，9为无线网络，10为支付网关，11为银行或银行卡组织，12为非接触式读卡器，13为POS机。

具体实施方式

一、关于带有标准扩展接口、内嵌CPU IC的标准扩展卡(即智能支付卡)，该芯片

内部包括：

标准扩展接口2：移动终端可通过该接口实现对标准扩展卡的读、写和控制。特别地，此处的标准扩展接口指一种可以与标准扩展插槽配套使用的技术形式，采用该技术可使带有标准扩展插槽的设备添加或者增强特性及功能，且该技术形式已获广泛认可并被普遍使用，如SD、miniSD、microSD、CF、MMC、Memory Stick、USB 1.0、USB 2.0、RS-232等。

芯片控制器1：连接标准扩展接口2和内部的存储模块4与CPU IC3，负责外部指令传达和内部信息翻译外送。

CPU IC3：指内嵌微处理器、具有计算能力的IC模块，内部存储支付相关的私密信息，如银行卡磁条信息、密钥、行业支付卡的支付信息等，同时具备为指定数据进行安全加密、解密和校验的运算能力。

RF模块5及其天线6：通过天线将非接触感应到的支付信息翻译为内部可认格式，并通过芯片控制器1访问安全模块，完成电子支付流程。RF模块可分为有源和无源两种模块。在有源模式下，RF模块通过天线主动发射电磁感应场，使其它设备的RF装置可与其连接；在无源模式下，RF模块仅用于接收其它RF装置发射的电磁感应场。

存储模块4：内部为可存储介质，通过芯片控制器访问和控制。

特别的，对于该标准扩展卡，标准扩展接口、芯片控制器和CPU IC为必须部件，存储模块、RF模块及其天线为可选部件。

上述的标准扩展卡中，所述CPU IC包括：

银行卡/行业支付卡信息：用于存储加密的银行卡磁道信息或者行业支付卡相关的信息(如帐号等)；

个人身份信息模块：用于存储加密的个人身份信息；

加密/解密模块：用于提供加密/解密的功能接口，包括对银行卡/行业支付卡信息、个人身份信息、报文信息等的加密/解密；

安全校验模块：用于对交易涉及中的报文及其它信息进行安全校验，辨别真伪；小额帐户/电子钱包模块：用于对小额帐户/电子钱包金额进行贷记和借记操作。

上述的标准扩展卡中，所述的芯片控制器包括：

CPU IC控制模块：用于与CPU IC连接，通过指令方式对银行卡/行业支付卡信息、个人身份信息、加密/解密、安全验证等方面进行操作；

上述的标准扩展卡中，由于其带有标准扩展接口，因此可与带有标准扩展插槽的移动终端协同工作。特别地，此处的标准扩展插槽指一种添加或者增强设备特性及功能的方法，且该方法已获广泛认可并被普遍使用，如但不仅限于SD、miniSD、microSD、CF、MMC、Memory Stick、USB 1.0、USB 2.0、RS-232等。而移动终端泛指一切具有计算能力的，带有一个或者若干个标准扩展插槽的设备，如但不仅限于个人电脑(PC)、笔记本电脑(Notebook)、UMPC、掌上电脑(PDA)、手机、PDA手机、POS(Point of Sale)机等。

上述的标准扩展卡中，RF模块的天线可以包含在该智能支付卡中，也可以仅在智能支付卡中保留一个天线接口，而将天线实体固定在移动终端上。此处，RF模块(即RadioFrequency Module或“无线射频模块”)指实现短距离无线通信的一种技术形式，如但不仅限于ISO1443A、IEEE1073、RFID、NFC等。

上述的RF模块及其天线，其与非接触式读卡器协同工作，可完成现场非接触式支付。特别的，此处的非接触式读卡器指能够读取RF模块中发射的信息，并且与之进行交互的装置，与RF模块类似，非接触式读卡器同样需要支持某种特定的短距离无线通信的技术形式，如ISO1443A、IEEE1073、RFID、NFC等。RF模块可通过指令的形式控制CPU IC，对其内部的银行卡/行业支付卡信息、个人身份信息、加密/解密、安全验证等方面进行操作，以保证支付过程的数据安全传输。因此，当所述的标准扩展卡由于现场非接触式支付时，RF模块及其天线为必选部件，存储模块为可选部件。

上述的标准扩展卡和移动终端可通过某种无线网络与后台服务器进行交互，完成远程在线支付的过程。特别的，此处的无线网络泛指可为计算设备提供无线连接、通信等数据服务的网络技术，如但不仅限于WiFi、WiMAX、GPRS、EDGE、CDMA1X、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、HSDPA、UMTS、CDMA-FVDO、CDMA-EVDA、BT等。因此，当所述的标准扩展卡用于远程在线支付时，存储模块、RF模块及其天线都不是必选部件。

(二)关于智能支付卡在远程在线支付系统中的应用

根据图2所示，远程在线支付系统包括：移动终端8、智能支付卡7、无线网络9、支付网关10、银行或银行卡组织(或行业支付卡清算机构)11。

移动终端8从智能支付卡7中读出银行卡/行业支付卡信息及其它支付相关的信息，通过无线网络9发送至支付网关10，由支付网关10整理数据格式并转发至银行或银行卡组织(或行业支付卡清算机构)11，最终完成资金的扣减。

作为图2所示远程在线支付交易模式的基础，用户需在进行所有交易之前先通过空中下载的方式将银行卡/行业支付卡信息写入智能支付卡中，详细过程如下。

1、用户操作移动终端或者智能支付卡存储模块中预先内置的软件(以下简称“软件”)，选择个人银行卡信息下载功能。

2、软件从智能支付卡的CPU IC中读出加密后的用户私人信息，这些私人信息包含但不限于以下要素：身份证号码、姓名、手机号码等。

3、软件生成一个遵循既定规则(如特定格式的XML)组织的报文，报文中包含但不限于以下要素：报文的类型、加密后的用户私人信息、报文产生的时间、报文序列号、用户提交的银行卡/行业支付卡号、银行卡/行业支付卡支付密码等。

4、软件将上述报文通过无线网络(如GPRS、CDMA1X、EDGE、3G等)发送至支付网关(如但不仅限于银行移动支付平台、银行卡支付平台、行业卡相关支付平台、第三方处理支付交易的平台、POS前置机、收单机具信息集中处理器)。

5、支付网关通过遵循既定的报文规则可解释移动终端上送的报文，并且特别的，将加密后的用户私人信息通过存在后台中与智能支付卡约定的密钥进行解密。

6、支付网关将上述经过解释和解密的报文按照与银行或银行卡组织(或行业支付卡清算机构)约定的格式(如ISO8583)重新组织，使其可被银行(如花旗银行、中国银行等)、银行卡组织(如VISA、MasterCard、中国银联等)、行业卡结算单位适当识别。

7、银行或银行卡组织(或行业支付卡清算机构)得到上述重新组织的报文后，进行拆解和识别，并且在确认无误后将银行卡磁道信息(如银行卡第二磁道、第三磁道)或行业支付卡信息作为返回内容发送至支付网关。

8、支付网关通过与智能支付卡约定的密钥对磁道信息或行业支付卡信息进行加密，并且将其作为返回内容通过无线网络发送至移动终端。

9、软件得到加密的磁道信息后，调用智能支付卡接口指令，将这些加密的信息直接写入智能支付卡的CPUIC中。

10、用户可以重复步骤1至9进行多次下载，从而智能支付卡可同时管理和维护用户的多张银行卡。

上述步骤1至10可用于解释银行卡信息的下载过程的一个典型实施例，本领域的技术人员应能明白，在不偏离作为所附权利要求所公开的本发明的精神的情况，各种修改、添加和替换都是可以的。

作为图2所示的远程在线支付的一个实施例，其详细过程如下：

1、用户操作移动终端或者智能支付卡存储模块中预先内置的软件(以下简陈“软件”)，并对某一个支付项目(如用户居所的当月电费等)做出支付申请。

2、用户从下载的一张或者多张银行卡或者行业支付卡中选择一张用于支付应用，并且输入支付密码。

3、软件从智能支付卡中读出加密后的银行卡磁道信息。

4、软件生成一个遵循既定规则(如特定格式的XML)组织的报文，报文中包含但不限于以下要素：报文的类型、加密后的银行卡/行业支付卡磁道信息、报文产生的时间、报文序列号、用户提交的银行卡/行业支付卡号、银行卡/行业支付卡支付密码等。

5、软件将上述报文通过无线网络(如GPRS、CDMA1X、EDGE、3G等)发送至支付网关。

6、支付网关通过遵循既定的报文规则可解释移动终端上送的报文，并且特别的，将加密后的银行卡磁道信息通过存在后台中与智能支付卡约定的密钥进行解密。

7、支付网关将上述经过解释和解密的报文按照与银行或银行卡组织或行业卡结算单位约定的格式(如ISO8583)重新组织，使其可被银行(如花旗银行、中国银行等)或银行卡组织(如VISA、MasterCard、银联等)或行业卡结算单位适当识别。

8、银行、银行卡组织或者清算机构或者行业卡结算单位得到上述重新组织的报文后，进行拆解和识别，并且在确认无误后在用户帐户中确认扣账处理。

9、支付网关将银行或银行卡组织的交易结果信息通过无线网络传输给移动终端。

10、软件将交易成功或者失败的结果告知用户。

上述步骤1至10可用于解释远程在线支付的一个典型实施例，本领域的技术人员应能明白，在不偏离本发明的精神的情况，各种修改、添加和替换都是可以的。

另外，对于图2所示的远程在线支付交易流程，用户也可以选择预先存在智能支付卡CPU IC中的小额支付帐户、礼券、点卡等方式进行支付，这与上述采用银行卡/行业支付卡进行支付的区别在于：银行卡支付需将帐户金额的扣减实时地通知银行、银行卡组织或者清算机构；而小额支付帐户、礼券、点卡等方式进行的支付则只需对智能支付卡中安全模块中的既存帐户进行借记，并通过非实时的方式与银行、银行卡组织或者清算机构进行清算。因此，本领域的技术人员应能明白，小额帐户、礼券、点卡等方式的支付也应包含在本专利提案的权利要求中。

(三)关于智能支付卡在现场非接触式支付系统中的应用

根据图3所示，现场非接触式支付系统包括：移动终端8、智能支付卡7、非接触式读卡器12、POS机13、支付网关10、银行或银行卡组织(或行业支付卡清算机构)11。

带有智能支付卡7的移动终端8通过非接触式读卡器12将加密后的银行卡/行业支付卡信息传送至POS机13，并由POS机13转发至支付网关10，支付网关10整理数据格式并转发至银行或者银行卡组织11，最终完成资金的扣减。

本领域的技术人员应能很容易地明白，本发明中描述的现场非接触式支付模式的创新点主要在于现场端(移动终端、智能支付卡、非接触式读卡器、POS)，其后端的交易与模式与现行的银行卡交易模式非常类似，一个关键区别(但不一定是唯一区别)在于：本发明中描述的现场非接触式支付中，支付网关具有将POS上送的加密后的银行卡磁道信息进行解密的功能；而现行的银行卡交易模式中，POS上送的银行卡磁道信息为明文，支付网关不需要进行解密。

作为图3所示的现场非接触式支付的一个实施例，其详细过程如下。

1、用户在某商业场所完成商品挑选或者服务结束，并且进入支付环节。

2、用户将插有本专利提案中所涉及的智能支付卡的移动终端靠近(如在5厘米范围内)非接触式读卡器，并保持一小段时间(如1秒钟)。

3、连接智能支付卡的天线(该天线可内置于智能支付卡，也可通过其他方式进行连接，如缠绕在移动终端的背板上)感应到非接触式读卡器发射的感应场；同时非接触式读卡器也感应到智能支付卡在感应场范围内的存在。

4、非接触式读卡器通过天线向智能支付卡传送要求传输银行卡/行业支付卡信息的指令。

5、智能卡芯片的RF模块翻译天线传入的信息。

6、智能卡芯片的RF模块向CPU IC发送要求读取银行卡/行业支付卡信息的指令。

7、CPU IC读出加密后的银行卡/行业支付卡信息，并传回给RF模块。

8、RF模块通过天线将传入的银行卡/行业支付卡信息发射至非接触式读卡器。

9、非接触式读卡器通过连接端口(如串口、USB等)将得到的加密后的银行卡/行业支付卡信息传输至POS。

10、用户在POS的提示下输入支付密码(如有需要)。

11、POS生成一个遵循既定规则组织的报文，报文中包含但不限于以下要素：报文的类型、加密后的银行卡/行业支付卡信息、报文产生的时间、报文序列号、银行卡支付密码(如有需要则存在)等。

12、POS发送该报文至支付网关。

13、支付网关通过遵循既定的报文规则可解释POS上送的报文，并且特别的，将加密后的银行卡/行业支付卡信息通过存在后台中与智能支付卡约定的密钥进行解密。

14、支付网关将上述经过解释和解密的报文按照与银行或银行卡组织(或行业支付卡清算机构)约定的格式重新组织，使其可被银行(如花旗银行、中国银行等)或银行卡组织(如VISA、MasterCard、银联等)适当识别。

15、支付网关将银行或银行卡组织(或行业支付卡清算机构)的交易结果信息通过金融专用网络传输给支付网关。

16、支付网关将交易成功或者失败的结果发送至POS。

另外，对于图3所示的现场非接触式支付交易流程，用户也可以选择预先存在智能支付卡安全模块中的小额支付帐户、礼券、点卡等方式进行支付，这与上述采用银行卡/行业支付卡进行支付的区别在于：银行卡支付需将帐户金额的扣减实时地通知银行或银行卡组织(或行业支付卡清算机构)；而小额支付帐户、礼券、点卡等方式进行的支付则只需对智能支付卡中安全模块中的既存帐户进行借记，并通过非实时的方式与银行或银行卡组织(或行业支付卡清算机构)进行清算。因此，本领域的技术人员应能明白，小额帐户、礼券、点卡等方式的支付也应包含在本发明的内容中。

Claims

1.一种内嵌CPU IC的标准扩展卡，其特征在于由芯片控制器、标准扩展接口、CPUIC、存储模块和RF模块及其天线经电路连接组成；其中，芯片控制器通过直接寻址的方式读/写存储模块，通过RS-232接口访问CPU IC，并且通过SD接口与标准扩展接口相连，RF模块通过I2C接口与CPU IC直接相连进行信息传输；其中：

所述的CPU IC包括：

银行卡/行业支付卡信息：用于存储加密的银行卡磁道信息或者行业支付卡相关的信息；

个人身份信息模块：用于存储加密的个人身份信息；

所述的芯片控制器包括：

2.根据权利要求1所述的标准扩展卡，其特征在于所述的RF模块的天线包含在该标准扩展卡中，或者仅在标准扩展卡中保留一个天线接口，而将天线实体固定在移动终端上。